Презентация на тему "Современная космология"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Современная космология

• 
  Слайд 2

  Рассмотрим следующие вопросы

  1. Предпосылки и проблемы современной космологии.
  2. Космологические модели.
  3. Антропный принцип в космологии (слабая, сильная и сверхсильная формулировки).
• 
  Слайд 3

  Космология

  Космология – физическое учение о Вселенной как едином целом. Это раздел астрономии – науки о движении, строении и развитии космических тел и систем

• 
  Слайд 4
  
• 
  Слайд 5

  Особенности Вселенной как объекта познания

  • это самый большой и масштабный объект научного познания;
  • над этим объектом невозможно экспериментировать;
  • этот объект не с чем сравнивать.
• 
  Слайд 6

  Первая предпосылка современной космологии

  Формулируемые физикой универсальные законы функционирования мира считаются действующими во всей Вселенной, а именно пространственно-временной континуум, четыре фундаментальных взаимодействия, преобладание вещества над антивеществом и др. Так как важную роль в космологии играет релятивистская теория, основанная на общей теории относительности Эйнштейна, она называется релятивистской космологией.

• 
  Слайд 7

  Вторая и третья предпосылки современной космологии

  • Производимые астрономами наблюдения также признаются распространимыми на всю Вселенную.
  • Истинными признаются только те выводы, которые не противоречат существованию самого наблюдателя, т.е. человека («антропный принцип»).
• 
  Слайд 8

  Основные вопросы космологии

  • Каковы истоки происхождения Вселенной? Чем было то, из чего она возникла?
  • Почему и когда она возникла, если она не вечна?
  • Какова структура Вселенной?
  • Как развивается Вселенная?
  • Может ли наша Вселенная быть одной из бесконечного числа вселенных?
• 
  Слайд 9

  Космогония

  История астрономии показывает, что она тесно связана с мировоззрением. Её философские вопросы: конечность или бесконечность, открытость или закрытость системы, существует единый мир или их множество; вечности и неизменность или эволюция. От решения этих проблем зависит наше понимание материи и природы в целом.

• 
  Слайд 10
  

  Вопросами происхождения и развития Вселенной занимается раздел астрономии и астрофизики – космогония.

• 
  Слайд 11

  Основные космогонические идеи

  • Идея творения из Бога (ex Deo).
  • Идея творения Богом из ничего (eh nihilo).
  • Идея формирования Вселенной из уже существующей материи божеством.
  • Идея саморазвития Вселенной.
• 
  Слайд 12

  Космологические модели

• 
  Слайд 13

  Понятие космологической модели

  Выводы космологии получили название моделей происхождения и развития Вселенной или космологических моделей, т.е. возможных вариантов объяснения известных в данный момент явлений и процессов в мегамире.

• 
  Слайд 14

  Типы космологических моделей

  Все модели можно разделить на: стационарные, описывающую неподвижную, не изменяющуюся в пространстве Вселенную, и нестационарные, которые предполагают две возможности: расширяющуюся и сжимающуюся в зависимости от величины средней плотности материи во Вселенной, величины, о которой нет убедительных данных. В настоящее время наиболее признанной является модель расширяющейся или «открытой» Вселенной.

• 
  Слайд 15

  Стационарные космологические модели

  К стационарным моделям относятся (в порядке возникновения) модели:

  • Ньютона;
  • «тепловой смерти» Вселенной;
  • Эйнштейна (1917);
  • Хойла (1948).
• 
  Слайд 16
  

  В конце XVII в. – теория всемирного тяготения Ньютона – Идея бесконечного пространства вселенной. Вселенная – бесконечна.

• 
  Слайд 17

  Значение Ньютона

  • Ньютон обосновал бесконечность Вселенной,
  • Но не решил проблему начала движения планет, допускал существование перводвигателя – Бога.
  • «Ньютон был счастливейшим из смертных, ибо существует только одна Вселенная, и Ньютон открыл её законы» - Лагранж Ж.-Л.
• 
  Слайд 18

  Релятивистская космология Эйнштейна

  Релятивистская космология Эйнштейна моделирует наш мир как замкнутый пространственно-временной континуум. Вселенная имеет сферическую форму с конечной массой вещества.

  Эйнштейн моделирует вселенную как стационарную - не меняется во времени. Стационарная модель опирается на космологический постулат:

  1. Материя вселенной однородна, то есть вещество распределено в крупном масштабе однородно.

  2. Вселенная изотропна, то есть все изменения происходят одинаково во всех направлениях.

• 
  Слайд 19

  Нестационарные космологические модели

  • Фридмана (1922);
  • «горячей Вселенной» Гамова (1942);
  • инфляционной Вселенной Линде (1981),
  • теория суперструн и др.
• 
  Слайд 20
  

  В 1922 году Александр Фридман разработал модель расширяющейся вселенной. Он предположил, что радиус кривизны пространства изменяется с течением времени. При этом вселенная имеет два варианта будущего:

  • а). Радиус кривизны увеличивается до бесконечности, и вселенная расширяется до бесконечности. Она имеет начало во времени – точку сингулярности;
  • б). Вселенная пульсирует, так как радиус кривизны сначала увеличивается, а потом уменьшается.

  Модель Фридмана получила название нестационарной вселенной.

  Теоретические расчеты Фридмана получили эмпирическое подтверждение.

• 
  Слайд 21
  

  • В 1929 Хаббл Э. открыл «красное смещение» в спектрах далеких галактик.
  • В 1965 году американские астрофизики Арно АланПензиас и Уильямс открыли разнородность фонового излучения.
  • Уильямс открыл реликтовые частицы, возникшие в момент большого взрыва.
• 
  Слайд 22
  

  • В разработке нестационарной теории участвовали Георгий Антонович Гамов, также известен как Джордж Гамов – «Теория горячей вселенной».
  • В 1981 году американский физик Алан Гут - «Теория инфляционной вселенной».
• 
  Слайд 23
  

  Современная наука проблему будущего рассматривает на основе данных о плотности вещества во вселенной, которая равна г/см. Однако, существует критическое значение плотности: г/см.

  Таким образом, нестационарная космологическая модель имеет некоторые эмпирические подтверждения для объяснения будущего вселенной.

• 
  Слайд 24

  Сингулярность

  Обобщенный вариант всех моделей расширения вселенной представлен в «стандартной космологической системе строения и эволюции вселенной».

  Сингулярность – материя, свернутая в точку, с бесконечно высокой плотностью, давлением, температурой.

  Это представление, что вселенная возникла 13,7 млрд. лет назад. Большому взрыву предшествовала «точка сингулярности».

• 
  Слайд 25
  

  • Для начала теоретического описания эволюции материи вводят промежуток времени, который называют «планковское время» =сек.
  • То есть, это было состоянием материи в термодинамическом равновесии, а большой взрыв – спонтанное нарушение его и начало эволюции материи = мира.
  • Через этот промежуток мир был абсолютно симметричен, не было разделения частиц на фермионы и бозоны.
• 
  Слайд 26

  Антропный принцип

• 
  Слайд 27
  

  Антропный принцип – требует рассматривать наш мир как специально устроенный для появления в нем наблюдателя. Основа – осознание наличия «тонкой подстройки Вселенной». Изменение значения любой физической постоянной из нескольких десятков привел бы к невозможности появления человека.

  Имеет ряд версий: слабую, сильную и сверхсильную.

• 
  Слайд 28

  Слабая и сильная формулировки антропного принципа

  • Слабая:

  Вселенная изначально устроена таким образом, что в ней на определенном этапе ее развития возможно появление наблюдателя, т.е. человека.

  • Сильная:

  Вселенная изначально устроена таким образом, что в ней на определенном этапе ее развития обязательно появление наблюдателя, т.е. человека.

• 
  Слайд 29

  Основные объяснения появления человека во Вселенной

  • случайность;
  • множественность вселенных, в одной из которой и возник человек;
  • вмешательство некоего разумного творца.
• 
  Слайд 30

  Сверхсильная формулировка антропного принципа

  • Постулирует известное равенство между человеком и Богом, но не превосходство Бога над этим миром и человеком.
  • Ни одна из сторон не может существовать без другой. Но если положение о зависимости человека от Природы банально, то обратная гипотеза о зависимости Природы от человека пока еще достаточно нетривиальна.
• 
  Слайд 31

  Учебная литература

  • Горелов А.А. Концепции современного естествознания. М., 2008. Глава 7.
  • Концепции современного естествознания / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. 4-е изд., перераб. и доп. М., 2008. Глава 5, § 5.3.
  • Концепции современного естествознания / Под ред. С.И. Самыгина. 4-е изд., перераб. и доп. Ростов н/Д., 2003. Раздел III, § 6.7.
  • Кохановский В.П., Лешкевич Т.Г., Матяш Т.П., Фатхи Т.Б. Основы философии науки. Ростов н/Д., 2004. Глава YI, § 3; глава YII, § 3.
  • Свиридов В.В. Концепции современного естествознания. 2-е изд. СПб., 2005. С. 170, 202-215.
• 
  Слайд 32

  Автор презентации

  • Презентацию лекции по теме
  • «Современная космология» подготовил:
  • Панычик А.В., доцент кафедры философии и культурологии РГЭУ «РИНХ» - 2011 г.